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2022届高考化学一轮复习讲义学案第7章 课题25 课后达标检测
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这是一份2022届高考化学一轮复习讲义学案第7章 课题25 课后达标检测，共9页。学案主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )
A．K不变，平衡可能移动
B．平衡向右移动时，K不一定变化
C．K有变化，平衡一定移动
D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K也增大2倍
解析：选D。因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K不变，A、B项正确；K只与温度有关，K发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，化学平衡常数应变为K2，D项错误。
2．下列有关说法正确的是( )
A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，该过程熵值增大
B．SO2(g)===S(g)＋O2(g) ΔH>0，ΔS>0，该反应不能自发进行
C．SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH<0，低温下能自发进行
D．某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g) K＝
解析：选C。A中气体生成液体是熵减的反应，不正确；B中ΔH>0，ΔS>0，反应在高温下自发进行，不正确；C中是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，由ΔH－TΔS<0可知，低温下能自发进行，正确；D中K＝，不正确。
3．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g) K1＝1×10－30
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
下列说法正确的是( )
A．NO分解反应：NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30
B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O
C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2
D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大
解析：选C。A项，NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为＝1×1015，错误；B项，根据K2的值可知H2和O2之间反应的趋势很大，但需要点燃才能进行，错误；C项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D项，反应②为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。
4．在淀粉KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C．该反应的平衡常数表达式为K＝
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
解析：选B。选项A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH<0，错误；选项B，温度升高，平衡逆向移动，c(I)减小，正确；选项C，K＝，错误；选项D，平衡常数仅与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。
5．(2020·山西实验中学月考)已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)，在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A．反应①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：选B。在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。
6．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则下列说法正确的是( )
A．a＝3 B．a＝2
C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%
解析：选C。若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以a＝1，选项A、B错误；设B的转化率为x，列出三段式：
A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)
初始物质的量/mol 2 3 0 0
变化物质的量/mol 3x 3x 3x 3x
平衡物质的量/mol 2－3x 3－3x 3x 3x
＝1，解得x＝0.4，即B的转化率为40%，选项C正确，选项D错误。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
7．在一定条件下发生反应：4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g) ΔH<0，T1时，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是( )
时间/s
0
5
10
15
c(NO2)/(mol·L－1)
4.00
2.52
2.00
c3
c(O2)/(mol·L－1)
1.00
c1
c2
0.50
A.0～5 s内N2O5的平均反应速率为0.148 mol·L－1·s－1
B．其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)<2.00 mol·L－1
C．设T1时平衡常数为K1，T2时平衡常数为K2，若T1K2
D．T1时平衡常数为0.125，平衡时NO2和O2的转化率均为50%
解析：选B。0～5 s内，v(N2O5)＝v(NO2)＝×＝0.148 mol·L－1·s－1，A项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c1＝0.63，c2＝0.50，c3＝2.00，由此可知10 s时达到平衡，平衡时c(N2O5)＝1.00 mol·L－1，将容器体积压缩一半，此时c(N2O5)＝2.00 mol·L－1，随后平衡正向移动，c(N2O5)>2.00 mol·L－1，B项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C项正确；达到平衡时c(NO2)＝2.00 mol·L－1，c(O2)＝0.50 mol·L－1，c(N2O5)＝1.00 mol·L－1，K＝＝0.125，平衡时NO2的转化率为×100%＝50%，O2的转化率为×100%＝50%，D项正确。
8．(改编题)在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是( )
A．上述反应的ΔH<0
B．压强：p4>p3>p2>p1
C．1 100 ℃时该反应的平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在Y点：v正
9. (2020·烟台自主练习)已知NO和O2经反应①和反应②转化为NO2，其能量变化随反应过程如图所示。
①2NO(g)N2O2(g) ΔH1，平衡常数K1
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH2，平衡常数K2
下列说法中不正确的是( )
A．ΔH1<0，ΔH2<0
B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝K1/K2
C．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
D．反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率
解析：选B。由题图可知，反应①和反应②的反应物总能量均高于生成物总能量，所以ΔH1<0，ΔH2<0，A项正确；反应①＋反应②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以K＝K1·K2，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，B项错误，C项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应②的活化能大于反应①，所以反应②的反应速率小于反应①，故反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，D项正确。
三、非选择题
10．(2020·惠州模拟)工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。相关信息如下表：
化学反应及平衡常数
平衡常数数值
500 ℃
800 ℃
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
K2
1.0
2.5
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
K3
2.5
0.375
(1)反应②的化学平衡常数表达式为K2＝________，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)＝2c(CO)·c(H2O)，试判断此时温度为________。
(2)500 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，发生反应②，达到平衡后，其化学平衡常数K2________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)；在其他条件不变的情况下，扩大容器容积，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)，化学平衡常数K2____________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)据上表信息推导出K1、K2与K3之间的关系，K3＝________(用K1、K2表示)。500 ℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
(4)若某温度下反应①从开始到平衡CO和CH3OH的浓度变化如图1所示，则用H2浓度变化表示此段时间内该反应的平均速率v(H2)＝________。若某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示，则平衡状态由A变到B时，平衡常数KA________KB(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)根据反应②写出平衡常数的表达式为K2＝，随温度升高，平衡常数增大，说明正反应为吸热反应。某温度下，平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)＝2c(CO)·c(H2O)，K2＝＝＝2.5，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为800 ℃。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在500 ℃，反应②平衡常数的数值都是1.0；压强的改变不影响平衡常数，且反应②是反应前后气体分子数不变的可逆反应，压强的改变也不会影响化学平衡。(3)根据三反应之间的关系，③＝①＋②，故K3＝K1·K2；根据反应③在500 ℃时的浓度值可知，此时Qc≈0.88<2.5，说明反应正向进行，故正反应速率大于逆反应速率。(4)根据图1，10 min时达到平衡，此段时间内用CO表示的化学反应速率为0.075 mol·L－1·min－1，则用H2表示的化学反应速率为0.15 mol·L－1·min－1；化学平衡常数只与温度有关，故在图2中温度不变时，平衡常数保持不变。
答案：(1) 吸热 800 ℃
(2)等于 不 不变
(3)K1·K2 >
(4)0.15 mol·L－1·min－1 ＝
11．(2020·山东等级考模拟)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为
CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
已知v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中v正、v逆为正、逆反应速率，k正、k逆为速率常数，x为各组分的物质的量分数。
(1)反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料，测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。
该醇解反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。348 K时，以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx＝______(保留2位有效数字)。在曲线①②③中，k正－k逆值最大的曲线是________；A、B、C、D四点中，v正最大的是________，v逆最大的是________。
(2)343 K时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2 和2∶1进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比为________时，乙酸甲酯转化率最大；与按1∶2投料相比，按2∶1投料时化学平衡常数Kx________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)该醇解反应使用离子交换树脂做催化剂，下列关于该催化剂的说法正确的是________。
a．参与了醇解反应，但并不改变反应历程
b．使k正和k逆增大相同的倍数
c．降低了醇解反应的活化能
d．提高乙酸甲酯的平衡转化率
解析：(1)根据图像，①的速率最快，说明①对应的是最高温度348 K，温度升高，平衡转化率增大，说明正向是吸热反应，所以ΔH>0。348 K时，设初始投入己醇和乙酸甲酯均为1 mol，则有
CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
1 1 0 0
0.64 0.64 0.64 0.64
0.36 0.36 0.64 0.64
代入平衡常数表达式：Kx＝x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)/[x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)]＝0.32×0.32/(0.18×0.18)≈3.2。
k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更多，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此k正－k逆值最大的曲线是①。根据v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，A点温度高且x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大，因此A点v正最大，C点温度高且x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)大，因此C点v逆最大。
(2)增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯转化率，因此，初始投料比为 2∶1 时乙酸甲酯转化率最大。化学平衡常数Kx只与温度有关，因此不变。
(3)催化剂参与了醇解反应，改变了反应历程，a错误；催化剂不影响化学平衡，说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数，b正确；催化剂能够降低反应的活化能，c正确；催化剂不改变化学平衡，d错误。因此选择bc。
答案：(1)> 3.2 ① A C
(2)2∶1 不变
(3)bc
12．(2020·辽宁五校协作体联考)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为我国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：
(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH3＝－221 kJ·mol－1
若某反应的平衡常数表达式为K＝，则此反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，某温度下向恒容密闭容器中充入一定量N2O5，测得N2O5浓度随时间的变化如下表：
t/min
0
1
2
3
4
5
c(N2O5)/ (mol·L－1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
①反应开始时体系压强为p0，第2 min时体系压强为p1，则p1∶p0＝________。2～5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________________。
②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a．NO2和O2的浓度比保持不变
b．容器中压强不再变化
c．2v正(NO2)＝v逆(N2O5)
d．气体的密度保持不变
(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，该反应中正反应速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反应速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________________(用k正、k逆表示)。
(4)如图是密闭反应容器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，合成NH3反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。
①曲线a对应的温度是________。
②M点对应的H2的转化率是________。
解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为K＝，则其化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，将题中3个已知热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由②×2－①－③可得：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×2－(＋180.5 kJ·mol－1)－(－221 kJ·mol－1)＝－746.5 kJ·mol－1。(2)①根据题表中数据及三段式法有：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)
开始/(mol·L－1) 1.00 0 0
转化/(mol·L－1) 0.50 1.00 0.25
2 min时/(mol·L－1) 0.50 1.00 0.25
该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以p1∶p0＝(0.50＋1.00＋0.25) mol·L－1∶1.00 mol·L－1＝7∶4。2～5 min内，v(N2O5)＝＝0.11 mol·L－1·min－1，v(NO2)＝2v(N2O5)＝0.22 mol·L－1·min－1。②反应过程中NO2和O2的浓度比始终保持不变，a项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器中压强为变量，容器中压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b项符合题意；v正(NO2)＝2v逆(N2O5)时，正、逆反应速率相等，而2v正(NO2)＝v逆(N2O5)时，正、逆反应速率不相等，c项不能说明反应已经达到化学平衡状态；反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变，d项不能说明反应已经达到化学平衡状态。(3)Kp＝，v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，平衡时正、逆反应速率相等，即k正·p(NO2)·p(CO)＝k逆·p(NO)·p(CO2)，则＝，故Kp＝。(4)①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线a、b、c中，在相同条件下曲线a对应NH3的物质的量分数最高，其反应温度最低，所以曲线a对应的温度为200 ℃。②M点NH3的物质的量分数为60%，设NH3为0.6a mol，则N2、H2共为0.4a mol，因为反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料，故M点时H2为0.3a mol，结合N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，转化的H2的物质的量为0.9a mol，所以M点对应H2的转化率＝×100%＝75%。
答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1
(2)①7∶4(或1.75∶1) 0.22 mol·L－1·min－1 ②b
(3) (4)①200 ℃ ②75%
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )
A．K不变，平衡可能移动
B．平衡向右移动时，K不一定变化
C．K有变化，平衡一定移动
D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K也增大2倍
解析：选D。因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K不变，A、B项正确；K只与温度有关，K发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，化学平衡常数应变为K2，D项错误。
2．下列有关说法正确的是( )
A．SO2(g)＋H2O(g)===H2SO3(l)，该过程熵值增大
B．SO2(g)===S(g)＋O2(g) ΔH>0，ΔS>0，该反应不能自发进行
C．SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH<0，低温下能自发进行
D．某温度下SO2(g)＋O2(g)SO3(g) K＝
解析：选C。A中气体生成液体是熵减的反应，不正确；B中ΔH>0，ΔS>0，反应在高温下自发进行，不正确；C中是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，由ΔH－TΔS<0可知，低温下能自发进行，正确；D中K＝，不正确。
3．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g) K1＝1×10－30
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
下列说法正确的是( )
A．NO分解反应：NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30
B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O
C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2
D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大
解析：选C。A项，NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为＝1×1015，错误；B项，根据K2的值可知H2和O2之间反应的趋势很大，但需要点燃才能进行，错误；C项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D项，反应②为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。
4．在淀粉KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C．该反应的平衡常数表达式为K＝
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
解析：选B。选项A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH<0，错误；选项B，温度升高，平衡逆向移动，c(I)减小，正确；选项C，K＝，错误；选项D，平衡常数仅与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。
5．(2020·山西实验中学月考)已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)，在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A．反应①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：选B。在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。
6．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则下列说法正确的是( )
A．a＝3 B．a＝2
C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%
解析：选C。若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以a＝1，选项A、B错误；设B的转化率为x，列出三段式：
A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)
初始物质的量/mol 2 3 0 0
变化物质的量/mol 3x 3x 3x 3x
平衡物质的量/mol 2－3x 3－3x 3x 3x
＝1，解得x＝0.4，即B的转化率为40%，选项C正确，选项D错误。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
7．在一定条件下发生反应：4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g) ΔH<0，T1时，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是( )
时间/s
0
5
10
15
c(NO2)/(mol·L－1)
4.00
2.52
2.00
c3
c(O2)/(mol·L－1)
1.00
c1
c2
0.50
A.0～5 s内N2O5的平均反应速率为0.148 mol·L－1·s－1
B．其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)<2.00 mol·L－1
C．设T1时平衡常数为K1，T2时平衡常数为K2，若T1
D．T1时平衡常数为0.125，平衡时NO2和O2的转化率均为50%
解析：选B。0～5 s内，v(N2O5)＝v(NO2)＝×＝0.148 mol·L－1·s－1，A项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c1＝0.63，c2＝0.50，c3＝2.00，由此可知10 s时达到平衡，平衡时c(N2O5)＝1.00 mol·L－1，将容器体积压缩一半，此时c(N2O5)＝2.00 mol·L－1，随后平衡正向移动，c(N2O5)>2.00 mol·L－1，B项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C项正确；达到平衡时c(NO2)＝2.00 mol·L－1，c(O2)＝0.50 mol·L－1，c(N2O5)＝1.00 mol·L－1，K＝＝0.125，平衡时NO2的转化率为×100%＝50%，O2的转化率为×100%＝50%，D项正确。
8．(改编题)在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是( )
A．上述反应的ΔH<0
B．压强：p4>p3>p2>p1
C．1 100 ℃时该反应的平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在Y点：v正
9. (2020·烟台自主练习)已知NO和O2经反应①和反应②转化为NO2，其能量变化随反应过程如图所示。
①2NO(g)N2O2(g) ΔH1，平衡常数K1
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH2，平衡常数K2
下列说法中不正确的是( )
A．ΔH1<0，ΔH2<0
B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝K1/K2
C．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
D．反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率
解析：选B。由题图可知，反应①和反应②的反应物总能量均高于生成物总能量，所以ΔH1<0，ΔH2<0，A项正确；反应①＋反应②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以K＝K1·K2，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，B项错误，C项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应②的活化能大于反应①，所以反应②的反应速率小于反应①，故反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，D项正确。
三、非选择题
10．(2020·惠州模拟)工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。相关信息如下表：
化学反应及平衡常数
平衡常数数值
500 ℃
800 ℃
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
K2
1.0
2.5
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
K3
2.5
0.375
(1)反应②的化学平衡常数表达式为K2＝________，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)＝2c(CO)·c(H2O)，试判断此时温度为________。
(2)500 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，发生反应②，达到平衡后，其化学平衡常数K2________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)；在其他条件不变的情况下，扩大容器容积，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)，化学平衡常数K2____________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)据上表信息推导出K1、K2与K3之间的关系，K3＝________(用K1、K2表示)。500 ℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
(4)若某温度下反应①从开始到平衡CO和CH3OH的浓度变化如图1所示，则用H2浓度变化表示此段时间内该反应的平均速率v(H2)＝________。若某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示，则平衡状态由A变到B时，平衡常数KA________KB(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)根据反应②写出平衡常数的表达式为K2＝，随温度升高，平衡常数增大，说明正反应为吸热反应。某温度下，平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)＝2c(CO)·c(H2O)，K2＝＝＝2.5，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为800 ℃。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在500 ℃，反应②平衡常数的数值都是1.0；压强的改变不影响平衡常数，且反应②是反应前后气体分子数不变的可逆反应，压强的改变也不会影响化学平衡。(3)根据三反应之间的关系，③＝①＋②，故K3＝K1·K2；根据反应③在500 ℃时的浓度值可知，此时Qc≈0.88<2.5，说明反应正向进行，故正反应速率大于逆反应速率。(4)根据图1，10 min时达到平衡，此段时间内用CO表示的化学反应速率为0.075 mol·L－1·min－1，则用H2表示的化学反应速率为0.15 mol·L－1·min－1；化学平衡常数只与温度有关，故在图2中温度不变时，平衡常数保持不变。
答案：(1) 吸热 800 ℃
(2)等于 不 不变
(3)K1·K2 >
(4)0.15 mol·L－1·min－1 ＝
11．(2020·山东等级考模拟)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为
CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
已知v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中v正、v逆为正、逆反应速率，k正、k逆为速率常数，x为各组分的物质的量分数。
(1)反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料，测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。
该醇解反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。348 K时，以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx＝______(保留2位有效数字)。在曲线①②③中，k正－k逆值最大的曲线是________；A、B、C、D四点中，v正最大的是________，v逆最大的是________。
(2)343 K时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2 和2∶1进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比为________时，乙酸甲酯转化率最大；与按1∶2投料相比，按2∶1投料时化学平衡常数Kx________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)该醇解反应使用离子交换树脂做催化剂，下列关于该催化剂的说法正确的是________。
a．参与了醇解反应，但并不改变反应历程
b．使k正和k逆增大相同的倍数
c．降低了醇解反应的活化能
d．提高乙酸甲酯的平衡转化率
解析：(1)根据图像，①的速率最快，说明①对应的是最高温度348 K，温度升高，平衡转化率增大，说明正向是吸热反应，所以ΔH>0。348 K时，设初始投入己醇和乙酸甲酯均为1 mol，则有
CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
1 1 0 0
0.64 0.64 0.64 0.64
0.36 0.36 0.64 0.64
代入平衡常数表达式：Kx＝x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)/[x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)]＝0.32×0.32/(0.18×0.18)≈3.2。
k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更多，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此k正－k逆值最大的曲线是①。根据v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，A点温度高且x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大，因此A点v正最大，C点温度高且x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)大，因此C点v逆最大。
(2)增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯转化率，因此，初始投料比为 2∶1 时乙酸甲酯转化率最大。化学平衡常数Kx只与温度有关，因此不变。
(3)催化剂参与了醇解反应，改变了反应历程，a错误；催化剂不影响化学平衡，说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数，b正确；催化剂能够降低反应的活化能，c正确；催化剂不改变化学平衡，d错误。因此选择bc。
答案：(1)> 3.2 ① A C
(2)2∶1 不变
(3)bc
12．(2020·辽宁五校协作体联考)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为我国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：
(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH3＝－221 kJ·mol－1
若某反应的平衡常数表达式为K＝，则此反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，某温度下向恒容密闭容器中充入一定量N2O5，测得N2O5浓度随时间的变化如下表：
t/min
0
1
2
3
4
5
c(N2O5)/ (mol·L－1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
①反应开始时体系压强为p0，第2 min时体系压强为p1，则p1∶p0＝________。2～5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________________。
②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a．NO2和O2的浓度比保持不变
b．容器中压强不再变化
c．2v正(NO2)＝v逆(N2O5)
d．气体的密度保持不变
(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，该反应中正反应速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反应速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________________(用k正、k逆表示)。
(4)如图是密闭反应容器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，合成NH3反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。
①曲线a对应的温度是________。
②M点对应的H2的转化率是________。
解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为K＝，则其化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，将题中3个已知热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由②×2－①－③可得：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×2－(＋180.5 kJ·mol－1)－(－221 kJ·mol－1)＝－746.5 kJ·mol－1。(2)①根据题表中数据及三段式法有：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)
开始/(mol·L－1) 1.00 0 0
转化/(mol·L－1) 0.50 1.00 0.25
2 min时/(mol·L－1) 0.50 1.00 0.25
该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以p1∶p0＝(0.50＋1.00＋0.25) mol·L－1∶1.00 mol·L－1＝7∶4。2～5 min内，v(N2O5)＝＝0.11 mol·L－1·min－1，v(NO2)＝2v(N2O5)＝0.22 mol·L－1·min－1。②反应过程中NO2和O2的浓度比始终保持不变，a项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器中压强为变量，容器中压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b项符合题意；v正(NO2)＝2v逆(N2O5)时，正、逆反应速率相等，而2v正(NO2)＝v逆(N2O5)时，正、逆反应速率不相等，c项不能说明反应已经达到化学平衡状态；反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变，d项不能说明反应已经达到化学平衡状态。(3)Kp＝，v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，平衡时正、逆反应速率相等，即k正·p(NO2)·p(CO)＝k逆·p(NO)·p(CO2)，则＝，故Kp＝。(4)①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线a、b、c中，在相同条件下曲线a对应NH3的物质的量分数最高，其反应温度最低，所以曲线a对应的温度为200 ℃。②M点NH3的物质的量分数为60%，设NH3为0.6a mol，则N2、H2共为0.4a mol，因为反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料，故M点时H2为0.3a mol，结合N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，转化的H2的物质的量为0.9a mol，所以M点对应H2的转化率＝×100%＝75%。
答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1
(2)①7∶4(或1.75∶1) 0.22 mol·L－1·min－1 ②b
(3) (4)①200 ℃ ②75%
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